W połączeniu z udoskonalonymi diodami układy te zwiększają możliwości szeregu produktów.
Dzięki niedawnym postępom w tej dziedzinie białe diody LED o wysokiej jasności (HB) zastępują: żarówki w latarkach, migających światłach, żarówki na napięcie 230 V, lampy, a nawet reflektory samochodowe.
W każdym z tych zastosowań występuje inne źródło napięcia, 3 VDC w latarkach, 230 VAC w zastosowaniach domowych i 12 VDC w branży motoryzacyjnej.
Aby uprościć budowę obwodów sterujących kilka firm wytwarzających półprzewodniki produkuje sterowniki diod LED do tych oraz innych zastosowań. Techniki sterowania są różne, a ich celem jest zagwarantowanie jednakowej jasności światła z wielu diod, zaś obwody scalone zawierają szereg dodatkowych funkcji.
Poniżej przedstawiamy pięć przykładów niedawno wyprodukowanych sterowników, które wykorzystują różne rozwiązania do wielu zastosowań.
Sterownik diody 1.2A z interfejsem I2C
Kompatybilny z I2C interfejs w układzie scalonym TPS61050 firmy Texas Instruments ułatwia jego zastosowanie do sterowania pojedynczymi diodami LED o wysokiej jasności emitującymi światło białe w zastosowaniach, takich jak lampy błyskowe aparatów fotograficznych w telefonach komórkowych. Wykorzystując technikę modulacji szerokości impulsów ze stałą wysoką częstotliwością, układ realizuje źródło prądu stałego o maksymalnej wartości 1,2 A. Interfejs umożliwia zaprogramowanie napięcia wyjściowego, a także aktywację trybu wyłączenia, w celu zmniejszenia prądu wejściowego do wartości 0,3 μA w sytuacji, gdy układ nie jest używany. Poza pracą jako regulowane źródło prądowe układ działa jak standardowy regulator zwiększający napięcie służący do zasilania innych systemów. TPS61050 dostępny jest w postaci obudowy struktury o wymiarach 2 x 1,5 mm z 12 pinami oraz w obudowie QFN z 10 pinami.
Sterownik diod samochodowych
W maju 2004 roku Supertex wprowadził na rynek układ HV9910, służący do przetwarzania wysokiego napięcia, jak np. napięcie wyprostowane 85 do 265 VAC lub 8 do 450 VDC na źródło prądu stałego do zasilania szeregowego lub szeregowo-równoległego połączenia diod LED o wysokiej jasności. Produkt ten przeznaczony jest na różne rynki, w tym rynek oznakowania i dekoracyjnego oświetlenia diodowego do zastosowań przemysłowych oraz motoryzacyjnych. Wypuszczony nieco później przez tę firmę układ AT9933 jest przeznaczony specjalnie do zastosowań w motoryzacji. Przystosowany do pracy w temperaturze otoczenia do 125°C oraz zgodny ze standardem Automotive Electronics Council (AEC) Q100, ten układ scalony sterownika PWM o zmiennej częstotliwości wykorzystuje zasilany z zewnętrznego źródła tranzystor MOSFET i pracuje w zakresie od 8 do 100 VDC. Układ oferowany jest w obudowie SOIC z 8 nóżkami.
Podwójny sterownik diod LED
Układ scalony LT3497 firmy Linear Technology to podwójny sterownik z wbudowanymi diodami Schottky’ego, który bezpośrednio steruje do 12 diod LED (sześć białych diod połączonych szeregowo na przetwornik). Zasilany jedną baterią litowo-jonową, każdy podnoszący napięcie przetwornik DC – DC niezależnie zasila oddzielny szereg diod. Umożliwia to zastosowanie asymetrycznych szeregowych połączeń diod oraz przyciemnianie i wyłączanie osobnych diod. Inne funkcje obejmują zabezpieczenie przed przerwą w obwodzie diody oraz funkcję jednoprzewodowego źródła prądu, którą umożliwia jedyny w swoim rodzaju czujnik prądu diody po stronie wyższego napięcia. LT3497 oferowany jest w obudowie DFN-10 3 x 2 mm. Wysoki poziom integracji, zasilanie jedną baterią litowo-jonową oraz niewielkie wymiary obudowy sprawiają, że dobrze nadaje się on do zastosowania w telefonach komórkowych.
Sterownik diod LED ze scalonym tranzystorem MOSFET
Scalony tranzystor MOS sprawia, że układ LM3404HV firmy National Semiconductor może bezpośrednio przejść na prąd wyjściowy 1,2 A przy nadmiernej temperaturze. Przy zakresie napięcia wejściowego od 6 do 75 V monolityczne regulatory przełączające dostarczają stały prąd do diod LED dużej mocy. Wykorzystując histeretycznie sterowany czas włączenia i pojedynczy opornik zewnętrzny, napięcie wyjściowe przetwornika dostosowuje się do obciążenia, dostarczając stały prąd do różnej liczby i typu diod elektroluminescencyjnych połączonych szeregowo i szeregowo-równolegle. Inne funkcje to m.in. przyciemnianie LED dzięki modulacji szerokości impulsu, zabezpieczenie przed przerwą w diodzie LED, wyłączenie w przypadku zbyt niskiego poziomu zasilania i nieodpowiedniej temperatury. Urządzenie to dostępne jest w obudowach SO-8 i PSOP-8 i przeznaczone jest do zastosowań motoryzacyjnych, przemysłowych i ogólno-oświetleniowych.
Sterownik diod LED do zastosowań samochodowych i oświetlenia ogólnego
MAX16831 wyprodukowany przez Maxim Integrated Products to wysokonapięciowy, dużej mocy, stałoprądowy sterownik diod LED z funkcją przyciemniania analogowego i PWM.
Działając w zakresie napięcia wejściowego od 5,4 do 76 V, układy te mogą wytrzymać niskie napięcia zimnego startu i przepięcia podczas odłączania obciążenia (do 80 V), jakie powszechnie występują w zastosowaniach motoryzacyjnych. Przystosowane do typowego dla motoryzacji zakresu temperatur –40 do +125°C, układ przeznaczony jest do zastosowań, takich jak: światła drogowe i mijania, adaptatywne systemy świateł przednich, światła do jazdy w dzień oraz światła przeciwmgłowe.
Charakteryzując się szerokim zakresem napięcia roboczego i odpornością umożliwiającą pracę w surowych warunkach typowych dla branży motoryzacyjnej, MAX16831 nadaje się także do zastosowań ogólnooświetleniowych. Układ oferowany jest w obudowie TQFN o wymiarach 5 x 5 mm z 32 nóżkami.
|
Świetlana przyszłość białych diod LED
Wysoka wydajność i niski stopień oddziaływania na środowisko naturalne – charakterystyczne dla diod LED o wysokiej jasności – sprawiają, że idealnie nadają się one do wielu zastosowań. Według opracowanego przez Strategies Unlimited sprawozdania zatytułowanego „Rynek diod LED o wysokiej jasności do celów oświetleniowych: analiza i prognoza zastosowania – 2007”, wprowadzenie wysokosprawnych białych diod LED o wydajności ponad 100 lumenów na wat (lm/W) w ciągu najbliższych dwóch lat spowoduje wzrost na wieku rynkach. W wyniku tego do roku 2011 wartość diod LED do zastosowań domowych, detalicznych i bez zasilania z sieci energetycznej, a także zastosowań na zewnątrz budynków osiągnie wartość ok. 1 mld USUSD. Diody elektroluminescencyjne zaczną nawet wypierać z rynku wysokosprawne świetlówki, zawierające substancje niebezpieczne i trudne do utylizacji.
Christopher James, wiceprezes ds. marketingu w Cree Inc. twierdzi, że rozpoczęła się rewolucja w dziedzinie oświetlenia. – Jest to możliwe dzięki kombinacji trzech czynników: sama technologia doszła do punktu, w którym jest wystarczająco jasna i wydajna, pozostałe to ekonomika i kryzys energetyczny – mówi James.
W czerwcu Cree oznajmiła, że produkowane przez nią 100-lumenowe (przy 350 mA) diody LED XLamp są już dostępne w dużych ilościach. Przy 100-procentowym wzroście osiągów w przeciągu ostatnich 17 miesięcy – najnowsze modele zapewniają albo o 25% większą jasność przy poprawionej efektywności lub do 55% większą jasność przy takiej samej efektywności, w porównaniu z poprzednią generacją.
Cree nie jest osamotniona w swojej rewolucji. Wśród jej towarzyszy znajduje się firma Seoul Semiconductor, której produkt, Z-Power LED (seria P4) emituje światło o jasności 240 lm przy prądzie 1 A z efektywnością świetlną rzędu 100 lm/W przy prądzie 350 mA (maksimum) na pojedynczej strukturze półprzewodnikowej. |
